İNTEGRINLER: ÖZELLIKLER, YAPI VE IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2025

İntegrinler hayvanlar alemi hücre yüzeyine görünüşte eşsiz büyük bir grup ya da bir protein ailesi vardır. Diğer hücrelerle ve hücre matrisiyle etkileşimi (yapışma biçiminde) sürdürmek için hücrelerin ana kaynağıdırlar.

Yapısı, alfa ve beta olarak adlandırılan iki alt birimden oluşur. Memelilerde, kombinasyonlarına ve ayrıca hücrenin veya spesifik dokunun fizyolojik durumuna bağlı olarak hareket edecek olan 16-18 alfa birimi ile 3-8 arasında beta olduğu bilinmektedir.

ITGB3 proteininin (beta 3 integrin) moleküler yapısının çizimi. Alındığı ve düzenlediği yer: Emw.

Yapıştırıcı işlevi olan birkaç protein vardır. Bununla birlikte, integrin grubu en çok dağılan ve hücre matrisinin tüm anahtar proteinleriyle etkileşime giren gruptur. İntegrinler fagositoza, hücre göçüne ve yara iyileşmesine katılırlar ve hatta metastaza katılımları açısından oldukça incelenmiştir.

karakteristikleri

Bir hücrenin hücresel hücre iskeletini diğerine ve / veya hücre dışı matrikse (bir hücre-hücre ve / veya hücre-matris etkileşiminde) mekanik olarak birleştirmekle karakterize edilen proteinlerdir. Biyokimyasal olarak, yapışmanın gerçekleşip gerçekleşmediğini tespit ederler ve hücre dışı ortamı hücre içi ortamla her iki yönde bağlayan hücresel sinyalleri aktarırlar.

İmmünoglobillinler, kaderin, selektinler ve sindekandlar gibi diğer reseptörlerle birlikte çalışır veya işlev görürler. İntegrinlerin ligandları ile ilgili olarak, bunlar diğerleri arasında fibronektin, fibrinojen, kolajen ve vitronektin tarafından oluşturulur.

Bunların ligandlarına birleşmesi, kalsiyum veya magnezyum gibi hücre dışı iki değerlikli katyonlardan kaynaklanmaktadır. Birinin veya diğerinin kullanımı, belirli integrine bağlı olacaktır.

İntegrinler, elektron mikroskobu gözlemlerine göre, lipit çift tabakasından 20 nanometreden daha fazlasını yansıtan, balon şeklindeki bir kafayla biten uzun bir şekle sahiptir.

yapı

İntegrinler, hücreler arasında iletişime izin veren proteinlerdir.
Kaynak: Berkshire Community College Bioscience Image Library

İntegrinler heterodimerlerdir, yani her zaman iki proteinden oluşan moleküllerdir. Her iki protein de alt birimler veya protomerler olarak kabul edilir ve alfa alt birimleri ve beta alt birimleri olarak farklılaştırılır. Her iki alt birim de kovalent olmayan bir şekilde bağlıdır. 90 ila 160 kDa arasında bir moleküler kütleye sahiptirler.

Alfa ve beta alt birimlerinin sayısı, hayvanlar alemindeki farklı organizma grupları arasında değişiklik gösterir. Örneğin meyve sineği (Drosophyla) gibi böceklerde 5 alfa ve 2 beta alt birimi bulunurken, Caenorhabditis cinsinin nematod kurtlarında 2 alfa ve bir beta vardır.

Memelilerde araştırmacılar, sabit sayıda alt birim ve bunların kombinasyonları olduğunu öne sürüyorlar; ancak literatürde bu sayı ile ilgili bir fikir birliği yoktur. Örneğin, bazıları 18 alfa alt birimi, 8 beta ve 24 kombinasyon olduğunu söylerken, diğerleri 22 kombinasyon için 16 alfa ve 8 beta'dan söz ediyor.

Her alt birim aşağıdaki yapıya sahiptir.

Alfa alt birimi

Alfa alt birimi, kafayı oluşturan yedi yaprak veya tabakadan oluşan bir β-heliks alanına, uylukta bir alana, buzağının iki alanına, tek bir zar geçiş alanına ve ayrıca enzimatik aktivite göstermeyen kısa bir sitoplazmik kuyruğa sahip bir yapıya sahiptir. aktine bağlanma.

Yaklaşık 1000 ila 1200 kalıntı içeren zincirler sunar. İki değerlikli katyonları bağlayabilir.

İntegrinlerin en çok çalışıldığı memelilerde, alfa alt birimleri, eklenmiş bir alan (alfa I) içerip içermediğine göre gruplandırılabilir.

Alfa I alan adı ile

Alfa I eklenen alan, 200 amino asitli bir bölgeden oluşur. İntegrinlerde bu alanın varlığı, bunların kollajen ve lökositler için reseptörler olduklarını gösterir.

Alan eklenmedi

Entegre etki alanına sahip olmayan alfa integrinler, aşağıda göreceğimiz 4 alt ailede sınıflandırılır.

PS1

Lamininler olarak da adlandırılan glikoprotein reseptörleri, kas, böbrek ve cilt dokularını bütünleştirmek için hayati öneme sahiptir.

PS2

Bu alt aile, aynı zamanda RGD veya Arg-Gly-Asp olarak da bilinen arginilglisilpartik asit için reseptördür.

PS3

Bu alt aile omurgasızlarda, özellikle böceklerde gözlenmiştir. Hakkında çok az şey bilinmesine rağmen, insanlarda CD11d lökosit integrin geninin fonksiyonel aktivitesindeki temel rolünü değerlendiren çalışmalar vardır.

PS4

Bu alt aile, alfa 4 / alfa 9 grubu olarak bilinir ve aynı adlara sahip alt birimleri içerir.

Bahsedilen alt birimler, beta 1 ve beta 7 alt birimleri ile eşleşebilir, ayrıca, vasküler hücre yapışma molekülleri, kanda çözünür ligandlar, fibrinojen ve diğerleri gibi, eklenen alfa I alanını sunan alfa alt birimlerine çok benzer ligandları paylaşırlar. hatta patojenler dahil.

Beta alt birimi

Yapısal olarak, beta alt birimi bir baş, gövde / bacak adı verilen bir bölüm, bir transmembran alan ve bir sitoplazmik kuyruktan oluşur. Kafa, PSI olarak da bilinen pleksin-semafor-integrin alanına bağlanan hibrit bir alana eklenen bir beta I alanından oluşur.

Gövde / bacak bölümü, sistein açısından zengin integrin epidermal büyüme faktörüne eşit veya çok benzer dört modül ve daha önce bahsedildiği gibi bir sitoplazmik kuyruk içerir. Bu sitoplazmik kuyruk, alfa alt biriminde olduğu gibi, enzimatik veya aktin bağlama aktivitesine sahip değildir.

760 ile 790 arasında değişen bir dizi kalıntıya sahip zincirleri vardır ve alfa alt birimleri gibi iki değerlikli katyonları bağlayabilirler.

Epitel hücrelerinde integrin sinyalleşmesi. İngilizce Wikipedia'da K.murphy'den alınmış ve düzenlenmiştir.

Özellikleri

İntegrinlerin birden fazla işlevi vardır, ancak bunların esas olarak bilindikleri aşağıda göreceğimiz işlevlerdir.

Hücrenin hücre dışı matrise eklenmesi veya bağlanması

İntegrinler sayesinde hücre ile hücre dışı matris arasında var olan bağlantı, hücrenin mekanik itmeye karşı direncini artırarak matristen yırtılmasını engeller.

Birkaç çalışma, hücre matrisine bağlanmanın çok hücreli ökaryotik organizmaların gelişimi için temel bir gereklilik olduğunu ileri sürmektedir.

Hücre göçü, integrinlerin farklı substratlara bağlanarak veya bağlanarak müdahale ettiği bir süreçtir. Bu sayede bağışıklık tepkisine ve yara iyileşmesine müdahale ederler.

Hücre dışı matristen hücreye sinyal iletimi

İntegrinler sinyal iletim sürecine katılır. Bu, hücre dışı sıvıdan bilgi alımına müdahale ettikleri, onu kodladıkları ve ardından bir yanıt olarak hücre içi moleküllerin değişiminin başladığı anlamına gelir.

Bu sinyal iletimi, diğerlerinin yanı sıra programlanmış hücre yıkımı, hücre farklılaşması, mayoz ve mitoz (hücre bölünmesi) ve hücre büyümesi gibi çok sayıda fizyolojik süreçte yer alır.

İntegrinler ve kanser

Birkaç çalışma, integrinlerin, özellikle metastaz ve anjiyogenezde, tümör gelişiminde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bunun bir örneği diğerleri arasında αVβ3 ve α1β1 integrinleridir.

Bu integrinler, kanserli büyüme, artan terapötik direnç ve hematopoietik neoplazmalar ile ilişkilendirilmiştir.

Evrimsel bakış açısı

Doku oluşturmak için hücreler arasında etkili bir yapışma, şüphesiz, çok hücreli organizmaların evrimsel gelişiminde mevcut olması gereken çok önemli bir özellikti.

İntegrin ailesinin ortaya çıkışı, yaklaşık 600 milyon yıl önce metazoanların ortaya çıkışına kadar uzanmaktadır.

Atalara ait histolojik özelliklere sahip bir grup hayvan, genellikle deniz süngerleri olarak adlandırılan gözeneklidir. Bu hayvanlarda hücre yapışması, hücre dışı bir proteoglikan matrisi tarafından meydana gelir. Bu matrise bağlanan reseptörler, tipik bir integrin bağlama motife sahiptir.

Aslında, bu hayvan grubunda, bazı integrinlerin belirli alt birimleriyle ilgili genler tanımlanmıştır.

Evrim sırasında, metazoanların atası bu devasa hayvan grubunda zamanla korunan bir integrin ve ona bağlanan bir alan elde etti.

Yapısal olarak, integrinlerin maksimum karmaşıklığı omurgalılar grubunda görülür. Omurgasızlarda bulunmayan, yeni alanlara sahip farklı integrinler vardır. Aslında, insanlarda 24'ten fazla farklı fonksiyonel integrin tanımlanmıştır - meyve sineği Drosophila melanogaster'da ise sadece 5 tane vardır.

Referanslar

1. İntegrin. Navarra Üniversitesi Kliniği. Cun.es'den kurtarıldı.
2. Katılım. Bitki ve hayvan histolojisi atlası. Mmegias.webs.uvigo.es'den kurtarıldı.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, vd. (2002). Hücrenin moleküler biyolojisi. 4. baskı. New York: Garland Bilimi. İntegrinler. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
4. RL Anderson, TW Owens ve J. Matthew (2014). İntegrinlerin yapısal ve mekanik fonksiyonları. Biyofiziksel İncelemeler.
5. İntegrin. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı.
6. İntegrin nedir? MBINFO. Mechanobio.info'dan kurtarıldı.
7. S. Mac Fhearraigh ve D. Bruce. İntegrinlerin hücre sinyallemesindeki rolü. Abcam.com'dan kurtarıldı.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Katı kanserlerin beyin metastazlarında istila paternleri. Nöro Onkoloji.